(57)【要約】      （修正有）【課題】原料粒子に超微粒子を均一に付着させることが可能な粉体処理装置の提供。【解決手段】移動機構によって原料粒子を移動させながら、真空雰囲気中で超微粒子を付着させる粉体処理装置１であり、振動発生装置２９によって原料粒子を転がり移動させながら、蒸気を到達させる。蒸気中の超微粒子が均一に付着する。偏向装置５２によって電荷質量比が大きな微小荷電粒子を偏向させて原料粒子に到達させ、中性粒子や巨大荷電粒子が到達しないようにすると、超微粒子によって均一な薄膜を形成することができる。【選択図】図３
2007204810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気可能な成膜室と、
前記成膜室内に薄膜材料の蒸気を放出する付着材料源と、
配置された搬送対象物を移動させ、前記成膜室内の前記蒸気が到達する位置を通過させる搬送機構と、
前記搬送機構上の前記搬送対象物を振動させる振動発生装置とを有する粉体処理装置。
【請求項２】
前記付着材料源は、前記薄膜材料の蒸気を生成する放出源を有する粉体処理装置であって、
前記放出源は、前記薄膜材料で構成されたカソード電極と、
前記カソード電極と離間して配置されたアノード電極と、
前記カソード電極と絶縁して配置されたトリガ電極とを有し、
前記カソード電極と前記トリガ電極との間にトリガ放電を発生させ、前記カソード電極と前記アノード電極の間にアーク放電を誘起させ、前記カソード電極表面を蒸発させて前記薄膜材料の蒸気を生成する請求項１記載の粉体処理装置。
【請求項３】
前記付着材料源は磁力線を形成する偏向装置を有し、
前記放出源から放出された前記蒸気は前記磁力線と交差し、前記蒸気中に含まれる電子は、前記磁力線から受けるローレンツ力で進行方向が曲げられた後、前記搬送対象物の移動経路上に到達するように構成された請求項２記載の粉体処理装置。
【請求項４】
真空排気可能な取出室を有し、
前記搬送機構は前記成膜室内の前記搬送対象物を前記取出室に移動させるように構成され、
前記取出室には、前記搬送機構上の前記搬送対象物が移載される搬出機構が設けられ、
前記搬出機構は、移載された前記搬送対象物を前記取出室の内部から前記取出室の外部に搬出するように構成された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【請求項５】
前記取出室には搬出口が設けられ、前記搬出口で前記取出室の内部と外部が接続された状態で前記取出室内が真空排気されるように構成され、
前記搬出機構に移載された前記搬送対象物は、前記搬出口から前記取出室の外部に搬出されるように構成された請求項４記載の粉体処理装置。
【請求項６】
前記成膜室と前記取出室の間には、真空排気可能な中間室が配置された請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【請求項７】
真空排気可能な準備室と、
前記搬送機構上に前記搬送対象物を配置する供給装置とを有し、
前記搬送機構は、前記準備室内で配置された前記搬送対象物を前記成膜室内に搬入するように構成された請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【請求項８】
前記供給装置は、上部に開口を有し、下部に供給口を有する原料容器を有し、
前記開口は前記供給室外部の大気に配置され、前記供給口は前記準備室内に配置された請求項７記載の粉体処理装置。
【請求項９】
前記準備室と前記取出室の間には、真空排気可能な中間室が配置された請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【請求項１０】
前記搬送機構は、前記搬送対象物を乗せて搬送するベルトコンベアを有する請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【請求項１１】
前記搬送機構は、前記搬送対象物を乗せて搬送する複数のトレイを有する請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【請求項１２】
前記搬送機構は搬送台を有し、原料粒子を前記搬送対象物として前記搬送台上に配置すると、前記振動発生装置の振動力で前記搬送対象物が搬送されるように構成された請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【請求項１３】
前記搬送機構は、前記準備室側が高く、前記取出室側が低い傾斜が表面に形成された傾斜搬送台を有する請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の粉体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉体処理装置にかかり、特に、原料粒子表面に薄膜を形成する粉体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原料粒子（マイクロメートルオーダ）にさらにナノメータの金属原料粒子や金属酸化物原料粒子等を付着させて高機能な材料を創出する技術が産業界で広がっている。
【０００３】
化学工業界では、湿式法を用い、ナノメータサイズの粒子を溶融させて溶液中に粉体を混ぜ合わせ、撹拌分散させるのが一般的であるが、分散液の除去等湿式プロセスでも完全に粉体市場を満足させるに至っていない。特に、前記溶媒として油性材料は処理の環境負荷への配慮から水性化が求められるが、水性溶媒では溶融や分散の問題が残る。そこでドライプロセスのニーズが高まっている。
【０００４】
その一例を説明すると、例えば、燃料電池の電極に白金等の触媒粒子を付着させるためには、表面積を増やす必要があり、さらに貴金属であることから効率的に電極内に付着させるには体積を最小にすれば単位重量あたりの表面積は大きくなる。そのため、触媒反応を有効に行うためには、マイクロメータオーダの電極粒子に均一に、その表面にさらに小さなサイズ、例えばナノメータのサイズの金属原料粒子を均一に付着させることが望ましい。
【０００５】
この要求に対し、従来様々な粉体処理装置が用いられてきた。その粉体処理装置の一例を図１の符号２００に示す。
この粉体処理装置２００は、原料となる原料粒子２０４が配置された原料容器２０２を有しており、その上方には、付着材料源２０３がナノ粒子が納められた付着材料源２０３が配置されている。
【０００６】
原料容器２０２の内部の底面上には撹拌羽２１１が配置されており、付着材料源２０３内に高圧ガスを導入し、原料粒子２０４を攪拌しながら、付着材料源２０３のノズル２１２から高圧ガスと共に超微粒子(ナノ粒子)２０７を噴出させ、原料粒子２０４に付着させる。
【０００７】
このような従来の成膜方法では、超微粒子の粉は、高圧ガス流によって運ばれるため、超微粒子の単位時間あたり流量が多すぎ（数百マイクロｍ／分）、少量を（数１０ｎｍ／分）を正確に制御することができない。
その結果、原料粒子に付着する超微粒子が不均一になるという問題がある。
また、大気中で付着させるため、高純度でかつ活性な金属を付着させようとすると酸化等が起こってしまう。
【０００８】
図２の符号３００に示した粉体処理装置では、原料容器３０２は真空槽３１０の内部に配置されており、その上方に、付着材料源３２３が配置されている。
付着材料源３２３の周囲は冷却シュラウド３２５で囲まれている。
付着材料源３２３と原料容器３０２の間には、冷却板３２６が配置されている。
【０００９】
真空槽３１０には真空ポンプ３２７が接続されており、真空槽３１０内部を１０-4〜１０-5Ｐａ以下の高真空まで真空排気し、冷却シュラウド３２５内に液体ヘリウムを注入し、その表面を−２７０℃程度に冷却する。冷却板３２６は冷却シュラウド３２５と接触しており、冷却シュラウド３２５と同程度の温度に冷却されている。
【００１０】
先ず、ガス導入系３２８から冷却シュラウド３２５で囲まれた領域内にヘリウムガスを導入し、冷却シュラウド３２５によってヘリウムガスを冷却する。
付着材料源３２１内にはスパッタリングターゲットが配置されており、付着材料源３２１内にスパッタリングガスを導入し、スパッタリングターゲットをスパッタすると、付着材料源３２１から放出されたスパッタリング粒子３２７が冷却シュラウド３２５内のヘリウムガスと接触し、急速に冷却されて超微粒子が形成される。
超微粒子は、冷却板３２６に形成された孔３２８から真空槽３１０内に放出される。
【００１１】
この原料容器３０２でも、底面に攪拌羽３１１が設けられており、原料粒子３０４は攪拌されており、真空槽３１０内に放出された超微粒子は、原料粒子３０４の表面に到達し、そこに付着する。
しかし、このような処理方法では、液体ヘリウム等での冷却やヘリウムガスの供給が必要であり、ランニングコストが非常に高くなる。また付着力も弱い。
【特許文献１】特開平５−２３９６４５号公報
【特許文献２】特開平７−１１８８６４号公報
【特許文献３】特開２００２−２７０４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、原料粒子表面に超微粒子を均一に付着させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、真空排気可能な成膜室と、前記成膜室内に薄膜材料の蒸気を放出する付着材料源と、配置された搬送対象物を移動させ、前記成膜室内の前記蒸気が到達する位置を通過させる搬送機構と、前記搬送機構上の前記搬送対象物を振動させる振動発生装置とを有する粉体処理装置である。
また、本発明は、前記付着材料源は、前記薄膜材料の蒸気を生成する放出源を有する粉体処理装置であって、前記放出源は、前記薄膜材料で構成されたカソード電極と、前記カソード電極と離間して配置されたアノード電極と、前記カソード電極と絶縁して配置されたトリガ電極とを有し、前記カソード電極と前記トリガ電極との間にトリガ放電を発生させ、前記カソード電極と前記アノード電極の間にアーク放電を誘起させ、前記カソード電極表面を蒸発させて前記薄膜材料の蒸気を生成する粉体処理装置である。
また、本発明は、前記付着材料源は磁力線を形成する偏向装置を有し、前記放出源から放出された前記蒸気は前記磁力線と交差し、前記蒸気中に含まれる電子は、前記磁力線から受けるローレンツ力で進行方向が曲げられた後、前記搬送対象物の移動経路上に到達するように構成された粉体処理装置である。
また、本発明は、真空排気可能な取出室を有し、前記搬送機構は前記成膜室内の前記搬送対象物を前記取出室に移動させるように構成され、前記取出室には、前記搬送機構上の前記搬送対象物が移載される搬出機構が設けられ、前記搬出機構は、移載された前記搬送対象物を前記取出室の内部から前記取出室の外部に搬出するように構成された粉体処理装置である。
また、本発明は、前記取出室には搬出口が設けられ、前記搬出口で前記取出室の内部と外部が接続された状態で前記取出室内が真空排気されるように構成され、前記搬出機構に移載された前記搬送対象物は、前記搬出口から前記取出室の外部に搬出されるように構成された粉体処理装置である。
また、本発明は、前記成膜室と前記取出室の間には、真空排気可能な中間室が配置された粉体処理装置である。
また、本発明は、真空排気可能な準備室と、前記搬送機構上に前記搬送対象物を配置する供給装置とを有し、前記搬送機構は、前記準備室内で配置された前記搬送対象物を前記成膜室内に搬入するように構成された粉体処理装置である。
また、本発明は、前記供給装置は、上部に開口を有し、下部に供給口を有する原料容器を有し、前記開口は前記供給室外部の大気に配置され、前記供給口は前記準備室内に配置された粉体処理装置である。
また、本発明は、前記準備室と前記取出室の間には、真空排気可能な中間室が配置された粉体処理装置である。
また、本発明は、前記搬送機構は、前記搬送対象物を乗せて搬送するベルトコンベアを有する粉体処理装置である。
また、本発明は、前記搬送機構は、前記搬送対象物を乗せて搬送する複数のトレイを有する粉体処理装置である。
また、本発明は、前記搬送機構は搬送台を有し、原料粒子を前記搬送対象物として前記搬送台上に配置すると、前記振動発生装置の振動力で前記搬送対象物が搬送されるように構成された粉体処理装置である。
また、本発明は、前記搬送機構は、前記準備室側が高く、前記取出室側が低い傾斜が表面に形成された傾斜搬送台を有する粉体処理装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、真空雰囲気中を原料粒子が転がり移動しながらその表面に蒸気が到達するので、原料粒子表面に、超微粒子が均一に付着される。
また、成膜室を大気に曝さずに連続して薄膜を形成できるので、処理能力が高い。
【００１５】
同軸型真空アーク蒸着源を使用すれば、原料粒子表面に超微粒子を強く付着させることができる。また、超微粒子によって薄膜が形成されるため、原料粒子表面に付着力が強い薄膜を形成することができる。また、この蒸着源を使用すれば、担体となる原料粒子の表面に触媒金属を付着させ、その薄膜を形成することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図３は、本発明の第一例の粉体処理装置１を説明するための概略縦断面図、図４は、上方から見た概略横断面図である。
この粉体処理装置１は真空槽１０を有している。真空槽１０の内部は、複数の仕切板１１1〜１１4によって区分けされており、準備室１３と、入口側中間室１４と、成膜室１５と、出口側中間室１６と、取出室１７とが形成されている。各室１３〜１７は、準備室１３、入口側中間室１４、成膜室１５、出口側中間室１６、取出室１７の順序で並んでいる。
【００１７】
各室１３〜１７には、真空排気装置１９1〜１９5がそれぞれ接続されており、真空排気装置１９1〜１９5の動作により、各室１３〜１７は真空雰囲気にされている。
各仕切板１１1〜１１4には、上下方向に並んだ二個の搬送口２０ａ、２０ｂが形成されている。
準備室１３と取出室１７には、準備室送出ロール２１と取出室巻取ロール２２がそれぞれ配置されている。
【００１８】
準備室送出ロール２１と取出室巻取ロール２２は円筒形であり、その中心軸線が水平に且つ互いに平行に配置されている。各ロール２１、２２の間には、リング状の内部搬送ベルト２３が、上下に並ぶ搬送口２０ａ、２０ｂを通って、各ロール２１、２２の側面に密着して掛け渡されている。符号２３ａは、内部搬送ベルト２３のうち上側に位置する部分であり、符号２３ｂは下側に位置する部分である。
【００１９】
準備室送出ロール２１と取出室巻取ロール２２はモータに接続されており、該モータの動作により、各ロール２１、２２は中心軸線を中心として回転するように構成されている。この回転は、内部搬送ベルト２３の上側の部分２３ａが準備室１３から取出室１７に向かって移動し、下側の部分２３ｂが取出室１７から準備室１３に向かって移動する方向である。
【００２０】
準備室１３には原料容器４１を有する供給装置が配置されている。原料容器４１はその開口４４が上部に向けられており、底面には小孔から成る供給口４３が形成されている。供給口４３は開閉可能に構成されており、供給口４３を閉塞させた状態で開口４４から原料容器４１の内部に、直径数マイクロメータ〜数十マイクロメータの原料粒子を投入すると、投入された原料粒子は原料容器４１内に蓄積される。そして、供給口４３を開放すると、内部に蓄積された原料粒子４２は供給口４３から下方に落下する。
【００２１】
供給口４３は、内部搬送ベルト２３の上方に配置されており、落下した原料粒子は、内部搬送ベルト２３の上側の部分２３ａに乗せられる。
ロール２１、２２を回転させ、内部搬送ベルト２３を回転させると、内部搬送ベルト２３上の原料粒子は、準備室１３から取出室１７に向かって移動する。準備室１３を出た原料粒子は、入口側中間室１４と、成膜室１５と、出口側中間室１６を通過し、取出室１７に到達する。
【００２２】
成膜室１５の内部には、一乃至複数台の付着材料源３１が配置されている。各付着材料源３１は、後述するように、それぞれ薄膜材料の蒸気を、内部搬送ベルト２３の上側の部分２３ａの表面に向けて放出するように構成されており、その蒸気は、内部搬送ベルト２３上に乗って成膜室１５内を移動する原料粒子に到達し、直径１０ナノメータ以下の超微粒子として原料粒子表面に付着する。付着量が多い場合、搬送中の原料粒子の表面に薄膜が形成される。
【００２３】
この粉体処理装置１は、一乃至複数台の振動発生装置２９を有しており、振動発生装置２９が内部搬送ベルト２３に振動を加え、内部搬送ベルト２３上の原料粒子が転がりながら搬送されるように構成されている。
従って、成膜室１５内では、原料粒子は転がり移動している状態で薄膜材料の蒸気が到達し、それが超微粒子として原料粒子の表面全部に付着する。
【００２４】
一台の付着材料源３１から放出される蒸気は、狭い領域にしか到達できないが、内部搬送ベルト２３上に乗せられた原料粒子は、各付着材料源３１の蒸気の到達領域内を順番に(転がりながら)通過するため、成膜室１５を出るときには、原料粒子の表面は蒸気を構成する超微粒子で覆われる。付着量が多い場合は、付着した超微粒子によって薄膜が形成される。
【００２５】
超微粒子が付着された原料粒子は、出口側中間室１６を通過して取出室１７内に搬入される。
取出室１７の内部には取出室送出ロール２５が配置されており、真空槽１０の外部には外部巻取ロール２６が配置されている。
取出室送出ロール２５と外部巻取ロール２６は円筒形であり、その中心軸線は水平且つ互いに平行に配置されている。
【００２６】
取出室１７の側壁のうち、取出室送出ロール２５と外部巻取ロール２６の間の部分には、上下方向に並んだ二個の搬出口２４ａ、２４ｂが形成されている。
各ロール２５、２６の側面には、搬出口２４ａ、２４ｂを通って搬出ベルト２７が掛け渡されている。
符号２７ａは、搬出ベルト２７の上側の部分、符号２７ｂは下側の部分を示している。
【００２７】
取出室送出ロール２５と外部巻取ロール２６はモータに接続されており、モータが動作して、各ロール２５、２６がその中心軸線を中心に回転すると、搬出ベルト２７の上側の部分２７ａが取出室１７内部から真空槽１０の外部に向かって移動するように構成されている。
【００２８】
取出室１７の内部では、取出室巻取ロール２２は、取出室送出ロール２５よりも上方に位置しており、内部搬送ベルト２３上の原料粒子が、取出室巻取ロール２２の端部に達し、内部搬送ベルト２３上から落下すると、搬出ベルト２７の上に乗るように構成されている。
搬出ベルト２７上に乗った原料粒子は、搬出ベルト２７によって真空槽１０の外部に搬出される。
【００２９】
外部巻取ロール２６の下方に、受け皿３５が配置されており、真空槽１０の外部に搬出された原料粒子が外部巻取ロール２６の端部に達し、搬出ベルト２７上から落下すると、受け皿３５に乗せられるように構成されている。
【００３０】
内部搬送ベルト２３と搬出ベルト２７は一定速度で回転移動しており、原料容器４１内の原料粒子４２が内部搬送ベルト２３上に連続的に供給されると、超微粒子が付着された原料粒子は受け皿３５上に連続して落下する。
【００３１】
原料容器４１は、その上部の開口４４が真空槽１０の外部に位置し、大気雰囲気に開放されており、原料容器４１の内部の原料粒子が減少しても、ベルト２３、２７や付着材料源３１を停止させずに原料粒子を補充することができる。
【００３２】
この場合、準備室１３の内部は、原料容器４１の内部を介して真空槽１０外部の大気雰囲気と接続されており、成膜室１５を真空排気すると、準備室１３から成膜室１５の内部に流入してしまう。
【００３３】
取出室１７の内部についても、搬出口２４ａ、２４ｂによって真空槽１０外部の大気雰囲気に接続されており、成膜室１５を真空排気すると、取出室１７から成膜室１５の内部に流入してしまう。
【００３４】
この粉体処理装置１では、準備室１３と成膜室１５の間と、取出室１７と成膜室１５の間には、それぞれ入口側中間室１４と出口側中間室１６が設けられている。
【００３５】
成膜室１５を真空排気する際、準備室１３と、入口側中間室１４と、出口側中間室１６と、取出室１７も一緒に真空排気されており、各室１３〜１７の内部の圧力が、
準備室１３ ＞ 入口側中間室１４ ＞ 成膜室１５
取出室１７ ＞ 出口側中間室１６ ＞ 成膜室１５
にされ、圧力が低い雰囲気で粒子に蒸気が付着するようにされている。
【００３６】
例えば、付着材料源３１に、図５、６に示すような同軸型アーク蒸着源を使用した場合、準備室１３は１０4Ｐａ台、入口側中間室１４は１０2Ｐａ台、成膜室１５は１０-1Ｐａ台、出口側中間室１６は１０2Ｐａ台、取出室１７は１０4Ｐａ台にすることができる。
【００３７】
同軸型アーク蒸着源を用いた付着材料源３１を説明する。図５、６を参照し、その付着材料源３１は、放出源５１と偏向装置５２とを有している。
放出源５１は、筒状のアノード電極５４と、該アノード電極５４の内部に配置されたカソード電極５５と、アノード電極５４内のカソード電極５５付近に配置されたトリガ電極５６とを有している。トリガ電極５６とカソード電極５５の間には絶縁部材５７が配置され、互いに絶縁されている。アノード電極５４の直径は３０ｍｍであり、カソード電極５５の直径は１０ｍｍである。
【００３８】
各電極５４〜５６は電源６０に接続されており、アノード電極５４と真空槽１０とを接地電位に接続し、カソード電極５５に負電圧を印加した状態で、トリガ電極５６にカソード電極５５よりも負方向に大きい負電圧を印加すると絶縁部材５７の表面でトリガ放電が発生する。
【００３９】
カソード電極５５は薄膜材料によって構成されており、トリガ放電によって薄膜材料の蒸気がアノード電極５４内に放出されるとアノード電極５４の内側の領域の圧力が上昇し、カソード電極５５とアノード電極５４との間にアーク放電が発生する。
アーク放電によってカソード電極５５の表面が溶融し、多量の蒸気がアノード電極表面から放出される。
【００４０】
アーク電流は、アノード電極５４の中心軸線を底面方向に向かって流れ、それによって生じた磁界のローレンツ力により、アノード電極５４の内部の電子が開口から真空槽１０内に放出される。
【００４１】
カソード電極５５から放出されら薄膜材料の蒸気の中には、荷電粒子や中性粒子が含まれているが、それらのうち、電荷質量比が大きい(電荷に比べて質量が小さい)荷電粒子は、電子に引き付けられて開口から放出される。
【００４２】
符号６１は、アノード電極５４の開口から放出された蒸気を示しており、符号３６は、内部搬送ベルト２３上に乗せられた原料粒子を示している。
アノード電極５４の開口は、内部搬送ベルト２３よりも上側の壁面方向に向けられており、蒸気６１に含まれる粒子が開口から放出され、直進した場合には、内部搬送ベルト２３の上側の部分２３ａの上方を通過し、内部搬送ベルト２３には衝突しないようにされている。
【００４３】
この付着材料源３１では、アノード電極５４の開口近傍であって、放出された蒸気６１の進行方向には偏向装置５２が配置されており、アノード電極５４から放出された蒸気６１は偏向装置５２の内部に入射するように構成されている。
【００４４】
偏向装置５２の内部には、二枚の磁石が配置されている。図３(及び後述する図７〜９)の符号３３ａ、３３ｂはその二枚の磁石を示しており、Ｎ極とＳ極が向かい合わせにされ、同じ高さに配置されており、磁石３３ａ、３３ｂ間には水平方向に磁力線が形成されている。
【００４５】
アノード電極５４の開口は、その磁力線に向けられており、放出された蒸気６１が、磁石３３ａ、３３ｂこの磁力線に垂直に入射するようにされている。磁力線の向きは、磁力線内に入射した電子が鉛直下向きのローレンツ力を受ける方向であり、電荷質量比が大きな荷電粒子(１０００個〜２０００個の原子のクラスタ)は、電子に引き付けられて電子と同じ方向に曲げられ、その結果、内部搬送ベルト２３上の原料粒子３６に入射し、超微粒子としてその表面に付着する。付着量が多い場合は薄膜が形成される。
【００４６】
図５、６の符号６２は、偏向装置５２によって進行方向が曲げられる電子及び荷電粒子の軌道を示している。
アノード電極５４の開口から放出された蒸気６１の中には、電荷質量比が小さな(電荷に比べて質量が大きい)巨大粒子や中性粒子が含まれているが、それらの粒子は磁力線によるローレンツ力を受けても偏向量が少ないか、又はローレンツ力を受けず、直線的な飛行を維持するため、内部搬送ベルト２３上の原料粒子３６には入射せず、成膜室１５の壁面等に入射する。
【００４７】
図６の符号６３は電荷質量比が大きく、進行方向が曲げられる荷電粒子を示しており、符号６５は原料粒子３６に付着した状態の粒子を示している。符号６４は直進する粒子(電荷質量比が小さな巨大粒子又は中性粒子)を示している。
【００４８】
なお、図３の符号３４はシャッタであり、シャッタ３４を閉じた状態で、一乃至複数回トリガ放電を発生させ、一乃至複数回のアーク放電を発生させ、カソード電極５５表面に付着している水分を除去した後、シャッタ３４を開けて原料粒子表面への蒸気到達を開始するとよい。
【００４９】
以上は、内部搬送ベルト２３によって原料粒子を移動させながら原料粒子表面に超微粒子を付着させたが、原料粒子を移動させるための搬送機構は内部搬送ベルト２３に限定されるものではない。
【００５０】
図７は、内部搬送ベルト２３に換え、トレイ６８を用いた粉体処理装置２(第二例)であり、トレイ６８は複数個配置されている。各トレイ６８は、移動機構６７によって移動され、準備室１３内から成膜室１５を通って取出室１７に到達し、取出室１７から準備室１３内に戻るように構成されている。
【００５１】
トレイ６８は、一台ずつ順番に原料容器４１の真下を通過するように搬送されており、真下位置で原料容器４１から原料粒子が落下されると、原料粒子がトレイ６８上に乗せられる。原料容器４１の供給口４３は、真下にトレイ６８が位置しているときに開放される。
【００５２】
原料粒子が乗せられたトレイ６８は、入口側中間室１４を通り、成膜室１５内に入って付着材料源３１によってその表面に薄膜が形成された後、出口側中間室１６を通り、準備室１７に入る。
【００５３】
準備室１７の内部では、トレイ６８が搬出ベルト２７上に到達すると傾き、薄膜が形成された原料粒子が搬出ベルト２７上に落下するように構成されており、搬出ベルト２７上に乗せられた原料粒子は、真空槽１０の外部に搬出される。
【００５４】
この粉体処理装置２では、各トレイ６８の裏面に振動発生装置６９が設けられており、トレイ６８上の原料粒子には、振動発生装置６９によって振動が加えられ、トレイ６８上で転がり移動しながら蒸気が到達し、薄膜が形成される。
従って、この粉体処理装置２及び下記の粉体処理装置３、４でも、原料粒子表面に均一に超微粒子が付着し、薄膜が形成される。
【００５５】
次に、図８は、板状の搬送台７１を用いた粉体処理装置３(第三例)である。仕切板１１1〜１１4には、搬送口２０ｃが設けられている。搬送台７１は長尺であり、搬送口２０ｃに挿通されており、一端が原料容器４１の真下に位置し、原料容器４１から落下した原料粒子が搬送台７１上に乗せられるように構成されている。搬送台７１の他端は搬出ベルト２７上に位置している。
【００５６】
この粉体処理装置３も振動発生装置７２を有している。振動発生装置７２は、搬送台７１の裏面に配置されており、振動発生装置７２が搬送台７１を振動させると、搬送台７１上に乗せられた原料粒子に振動が印加されるように構成されている。この振動は、原料粒子に取出室１７方向への力を加え、原料粒子を取出室１７方向に移動させるように構成されており、原料粒子が成膜室１７内を転がりながら移動すると、原料粒子の表面に均一に蒸気が到達し、薄膜が形成される。
【００５７】
この搬送台７１は、水平に配置してもよいし、図９に示した粉体処理装置４(第四例)の傾斜搬送台８１のように、準備室１３側が高く、取出室１７が低い傾斜を設け、原料粒子が斜面上を落下移動するようにすることができる。この傾斜搬送台８１にも、振動発生装置８２が設けられており、原料粒子が傾斜搬送台８１上を滑らず、転がりながら移動するように構成されている。
なお、本発明で用いる振動発生装置は原料粒子を転動させるものであり、その振動周波数は問わない。
【００５８】
上記各実施例では、付着材料源３１に同軸型アーク蒸着源を偏向させて使用したが、偏向させずに直接粉体に蒸着しても構わない。また、本発明の粉体処理装置では、スパッタリングターゲットを用い、スパッタリングガスを導入してターゲット表面をスパッタし、スパッタリングターゲットから薄膜材料の蒸気（スパッタ粒子）を発生させ、原料粒子表面に付着させて薄膜を形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、触媒作用を有する粉体を作成するものに用いることができる。
例えば燃料電池でのグラファイト電極に白金を担持するもの、化粧品の白粉（チタニア）に銀を付着させる。あるいは光触媒用のチタニア粉体に可視光で感応するバナジウムを付着させる等に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来技術の粉体処理装置の例
【図２】従来技術の粉体処理装置の他の例
【図３】本発明の第一例の粉体処理装置を説明するための縦断面図
【図４】本発明の第一例の粉体処理装置を説明するための横断面図
【図５】本発明に用いられる付着材料源を説明するための図
【図６】原料粒子に到達する蒸気を説明するための図
【図７】本発明の第二例の粉体処理装置を説明するための縦断面図
【図８】本発明の第三例の粉体処理装置を説明するための縦断面図
【図９】本発明の第四例の粉体処理装置を説明するための縦断面図
【符号の説明】
【００６１】
１〜４……粉体処理装置
１３……準備室
１４、１６……中間室
１５……成膜室
１７……取出室
２３……内部搬送ベルト
２９、６９、７２、８２……振動発生装置
３１……付着材料源
４１……原料容器
４３……供給口
４４……開口
５１……放出源
５２……偏向装置
５４……アノード電極
５５……カソード電極
５６……トリガ電極
６８……トレイ
７１……搬送台
８１……傾斜搬送台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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